Номер 727, страница 110 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Колебательный контур. Принципы радиосвязи и телевидения - номер 727, страница 110.

Условие.

727. Чем объясняется лучшая слышимость радиостанций зимой? Имеются ли различия в передаче радиосигналов на суше и на море?

Решение.

Чем объясняется лучшая слышимость радиостанций зимой?

Улучшение слышимости радиостанций в зимний период, особенно на длинных (ДВ) и средних (СВ) волнах, объясняется совокупностью нескольких физических факторов, связанных с состоянием атмосферы и ионосферы Земли.

1. Снижение поглощения радиоволн в тропосфере. Зимой воздух холоднее и содержит значительно меньше водяного пара, чем летом. Молекулы воды в атмосфере поглощают энергию радиоволн, вызывая их затухание. Уменьшение влажности воздуха зимой приводит к меньшему поглощению и, следовательно, к более сильному сигналу на приеме.

2. Изменения в ионосфере. Ионосфера — это верхний слой атмосферы, ионизированный солнечным излучением, который способен отражать радиоволны определенных частот обратно к Земле, обеспечивая дальнюю связь. Летом, из-за высокой активности Солнца, в нижней части ионосферы формируется плотный слой D, который не отражает, а сильно поглощает средние и длинные волны. Зимой солнечная активность ниже, слой D становится значительно слабее и прозрачнее для радиоволн. В результате они достигают более высоких отражающих слоев E и F, что позволяет им распространяться на гораздо большие расстояния.

3. Уменьшение уровня атмосферных помех. Основным источником естественных радиопомех являются грозовые разряды. Летом грозовая активность значительно выше, чем зимой. Снижение количества гроз в зимний период приводит к уменьшению общего уровня шума в эфире. Это улучшает соотношение сигнал/шум, что позволяет увереннее принимать слабые сигналы от удаленных радиостанций.

Ответ: Лучшая слышимость радиостанций зимой объясняется уменьшением поглощения радиоволн в более сухом воздухе, изменением свойств ионосферы (ослаблением поглощающего слоя D), что улучшает отражение радиоволн, а также снижением уровня атмосферных помех из-за меньшей грозовой активности.

Имеются ли различия в передаче радиосигналов на суше и на море?

Да, существуют значительные различия в передаче радиосигналов над сушей и над морем, особенно для так называемых поверхностных волн, которые являются основным способом распространения для длинноволновых (ДВ) и средневолновых (СВ) радиостанций.

Ключевым фактором, определяющим эти различия, является электропроводность подстилающей поверхности.

1. Распространение над морем. Морская вода из-за высокого содержания солей является очень хорошим проводником электрического тока. Когда поверхностная радиоволна распространяется над морем, она индуцирует в воде токи, но из-за высокой проводимости потери энергии на это малы. В результате затухание сигнала над морской поверхностью незначительно, и радиоволны могут распространяться на сотни и тысячи километров.

2. Распространение над сушей. Поверхность суши (почва, песок, камни) является диэлектриком или полупроводником и имеет гораздо более низкую электропроводность, чем морская вода. При распространении над сушей радиоволны теряют значительно больше энергии на возбуждение токов в земле. Это приводит к сильному и быстрому затуханию сигнала. Дальность распространения радиоволн над сушей в тех же диапазонах в разы меньше, чем над морем. Характеристики суши также влияют на затухание: над влажной почвой сигнал распространяется лучше, чем над сухим песком или скалистой местностью.

Ответ: Да, имеются существенные различия. Радиосигналы (особенно в ДВ и СВ диапазонах) распространяются над морем на гораздо большие расстояния и с меньшими потерями, чем над сушей. Это связано с тем, что морская вода обладает высокой электропроводностью и слабо поглощает энергию радиоволн, в то время как суша имеет низкую электропроводность и вызывает их сильное затухание.